一種顯示裝置的製作方法
2023-05-23 22:30:51
專利名稱：一種顯示裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及液晶顯示技術領域，尤其涉及一種顯示裝置。
背景技術：
現有的IXD顯示屏是將TFT基板與彩膜基板互相貼合，如圖1所示包括背光源I』和液晶顯不面板2』，其中液晶顯不面板2』包括上基板21』、下基板22』和液晶材料23』，在上基板21』上包括有黑矩陣201』、黑矩陣圖案包圍的紅像素區202』、綠像素區203』、藍像素區204』。所使用的白色背光是用藍色晶片激發釔鋁石榴石晶體YAG螢光粉發出黃光與藍光混合而成，發光效率低，色彩不純，再經過彩膜層CF的R\G\B過濾後所得到的色域比較低，顏色不夠鮮豔真實。因此如何提高功效是現有技術面臨的一個問題。而量子點(Quantum Dot)通常是一種由I1-VI族或II1-V族元素組成的納米顆粒，受激後可以發射螢光，發光光譜可以通過改變量子點的尺寸大小來控制，且其螢光強度和穩定性都很好，是一種很好的光致發光材料。量子點的種類很多，代表性的有I1-VI族的CdS/CdSe/CdTe/ZnO/ZnS/ZnSe/ZnTe 等和 II1-V 族 GaAs、GaP、GaAs、GaSb、HgS、HgSe、HgTe、InAs, InP, InSb、AlAs、A1P、AlSb等。其中同一物質的量子點，根據其製備出的尺寸不同，所發射出來的光也不同。目前，現有技術已經出現將量子點材料應用於背光源的技術方案，能夠在一定程度上提高發光效率，但是如何能夠獲得一個色域寬，光效高的顯示裝置，仍是現有技術面臨的問題。
實用新型內容本實用新型實施例提供了 一種顯示裝置，用以解決現有技術中顯示裝置色域窄、光效低的問題。本實用新型實施例提供的一種顯示裝置，包括藍光背光源和液晶顯示面板，所述液晶顯示面板包括上基板、下基板以及位於上基板和下基板之間的液晶層；所述上基板或下基板包括彩膜層，所述彩膜層包括黑矩陣圖形，以及紅像素圖形和綠像素圖形；所述紅像素圖形所在層或所述綠像素圖形所在層與黑矩陣圖形所在層之間設置
有第一鈍化層；所述紅像素圖形所在層和所述綠像素圖形所在層之間設置有第二鈍化層；所述紅像素圖形為藍光激發下發射紅光的量子點材料薄膜圖形，綠像素圖形為藍光激發下綠光的量子點材料薄膜圖形。本實用新型提供的顯示裝置，通過將藍光作為背光源，將量子點材料引入彩膜層，分別在彩膜層中設置受藍光激發發射紅光的紅像素圖形和受藍光激發發射綠光的綠像素圖形，由於量子點材料受激發出的光線單色性好，強度和穩定性高，因此相對傳統的顯示屏，色域更廣，光效更高。同時，由於採用了藍光作為背光源，因此在彩膜層中省去了藍像素圖形的製備，從而也減少了工藝過程，降低了成本。
圖1為現有技術中IXD顯示屏的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例提供的一種顯示裝置的結構示意圖；圖3為本實用新型實施例提供的另一種顯示裝置的結構示意圖；圖4為圖3所示的結構中顯示面板的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型實施例提供了一種顯示裝置及製備方法，用以解決現有技術中顯示裝置色域窄、光效低的問題。
以下結合附圖對本實用新型進行說明。參見圖2，本實用新型實施例提供的一種顯示裝置，包括藍光背光源I和液晶顯示面板2，所述液晶顯示面板包括上基板21、下基板22以及位於上基板和下基板之間的液晶層23 ;所述上基板21包括彩膜層20，所述彩膜層20包括黑矩陣圖形201，以及紅像素圖形202和綠像素圖形203 ;所述紅像素圖形202所在層與黑矩陣圖形所在層之間設置有第一鈍化層241 ;所述紅像素圖形202所在層和所述綠像素圖形203所在層之間設置有第二鈍化層242 ;以及在所述綠像素圖形203所在層之上設置的保護層243 ;其中，所述紅像素圖形為藍光激發下發射紅光的量子點材料薄膜圖形，綠像素圖形為藍光激發下綠光的量子點材料薄膜圖形。如圖3所示，本實用新型實施例提供的一種顯示裝置的另一種結構，包括藍光背光源I和液晶顯示面板2，所述液晶顯示面板上基板21、下基板22以及位於上基板和下基板之間的液晶層23 ;所述下基板22包括彩膜層20，所述彩膜層20包括黑矩陣圖形201，以及紅像素圖形202和綠像素圖形203 ;所述紅像素圖形202所在層與黑矩陣圖形所在層之間設置有第一鈍化層241 ;所述紅像素圖形202所在層和所述綠像素圖形203所在層之間設置有第二鈍化層242 ;以及在所述綠像素圖形203所在層之上設置的保護層243 ;其中，所述紅像素圖形為藍光激發下發射紅光的量子點材料薄膜圖形，綠像素圖形為藍光激發下綠光的量子點材料薄膜圖形。通過將藍光作為背光源，將量子點材料引入彩膜層，分別在彩膜層中設置受藍光激發發射紅光的紅像素圖形和受藍光激發發射綠光的綠像素圖形，由於量子點材料受激發出的光線單色性好，強度和穩定性高，因此相對傳統的顯示屏，色域更廣，光效更高。同時，由於採用了藍光作為背光源，因此在彩膜層中省去了藍像素圖形的製備，從而也減少了工藝過程，降低了成本。另一方面，相比現有技術中OLED有機發光層，由於量子點材料為無機發光材料，不會被氧化和水汽侵蝕，製備工藝無需在真空或惰性氣體的保護下進行，從而降低了成本，提高了穩定性和壽命。較佳地，所述上基板包括上玻璃基板和彩膜層，所述下基板包括TFT陣列基板；其中，所述黑矩陣圖形所在層位於所述紅像素圖形所在層和綠像素圖形所在層的上方。採用此結構，需要將上基板和下基板以及液晶材料對盒形成液晶顯示面板，現有技術中對盒的工藝流程較為成熟，容易實現。較佳地，所述上基板包括上玻璃基板，所述下基板包括TFT陣列基板和彩膜層；其中，所述黑矩陣圖形所在層位於所述紅像素圖形所在層和綠像素圖形所在層的下方。將彩膜層設置在下基板上，無需考慮上基板和下基板對盒的技術所帶來的問題。例如，現有技術中在對盒的環節，有一定的偏差，比如，偏差在5 μ m以上，而製作黑矩陣圖像的掩膜的工藝偏差在I μ m左右，因此，將彩膜層設置在下基板，省去了對盒可能帶來的偏差的問題，因此相比對盒的工藝來講，能夠提高一定的開口率。較佳地，所述紅像素圖形和所述綠像素圖形的上方設置有藍光濾波層。本實用新型提供的技術方案中，藍光背光源一方面作為激發光源，激發紅像素圖形和綠像素圖形分別發射紅光和綠光，另一方面，藍光背光源作為藍像素的來源，與紅、綠光共同組成紅、綠和藍三基色，組合而進行畫面的多彩顯示。但是，由於製備工藝的限制，可能出現藍光經過紅像素圖形和綠像素圖形後，還有殘餘的藍光出射，因此，在紅像素圖形和綠像素圖形的上方設置藍光濾波層，該藍光濾波層採用的是藍色濾光材料，濾光材料是一種能夠改變光譜成分或限定光的振動面的材料。而藍色濾光材料可以將波長在480nm (藍光)以下的光吸收，而透過480nm以上的光的材料。因此經過紅像素圖形和綠像素圖形以後，出射的紅光和綠光能夠完全的出射，而殘餘的藍光將被吸收，不會出現在紅像素圖形和綠像素圖形區域，因而能夠獲得單色性極高的紅、綠、藍三基色像素。例如:N-甲基-2-吡咯甲醛和若單寧為原料，在哌啶催化下合成了一種若單寧藍光份菁染料，該若單寧藍光份菁染料是現有的一種已經被合成使用的染料。另外，該藍光濾波層可以設置在上基板與外層的上偏光片之間，也可以設置在其他位置，只要能夠屏蔽殘餘的藍光即可。較佳地，所述藍光背光源為LED背光源。採用LED作為背光源，相對其他光源單色性更好，且LED的光效高。較佳地,該顯示裝置還包括:上偏光片和下偏光片；其中上偏光片位於上基板背向液晶層的一側，下偏光片位於下基板背向液晶層的一側。較佳地，所述量子點材料為I1- VI族或II1- V族元素組成的納米顆粒。本實用新型中採用的量子點材料是目前技術上已經成熟的量子點材料，例如，I1-VI族的CdS/CdSe/CdTe/ZnO/ZnS/ZnSe/ZnTe 等和 II1-V 族 GaAs、GaP、GaAs、GaSb、HgS、HgSe、HgTe、InAs、InP、InSb、AlAs、AlP、AlSb等 。同一種物質的量子點材料，其量子點的尺寸，即納米顆粒的尺寸不同，受激發光的光的波長也不同。在製備紅像素圖形和綠像素圖形的工藝中，一般採用同一物質的不同尺寸的材料。較佳地，所述薄膜圖形的厚度為10 30nm。由於量子點材料的尺寸均在納米級另|J，因此如果能夠實現量子點材料的單層分布，其受激發光的效率將呈現100%，但是由於製備工藝及成本的限制，單層分布很難做到。在本實用新型中，薄膜圖形的厚度在10 30nm為宜，首先工藝上很容易實現，並且能夠保證出射光的光效。較佳地，所述量子點材料為ZnS，所述紅像素圖形的的量子點尺寸為9 10nm，所述綠像素圖形的量子點尺寸為7 8nm。如前面所述的量子點材料有很多，但是Cd和Hg等金屬具有毒性，因此在相同的生產環境下，優選ZnS。當然，其他的量子點材料也是可以作為彩膜層的材料，相比ZnS來講，只要配備更加嚴密的生產保護措施即可。本實用新型實施例提供的一種顯示裝置的製備方法，將液晶顯示面板和藍光背光源封裝，其中，在液晶顯示面板的上基板或下基板上製備彩膜層，所述製備彩膜層的方法包括:[0029]形成圖案化的黑矩陣圖形；在形成黑矩陣圖形的基板上形成第一鈍化層；在形成第一鈍化層的基板上形成紅像素圖形；在形成紅像素圖形的基板上形成第二鈍化層；在形成第二鈍化層的基板上形成綠像素圖形；其中，所述紅像素圖形為藍光激發下發射紅光的量子點材料薄膜圖形，綠像素圖形為藍光激發下綠光的量子點材料薄膜圖形。本實用新型實施例提供的另一種顯示裝置的製備方法，將液晶顯示面板和藍光背光源封裝，其中，在液晶顯示面板的上基板或下基板上製備彩膜層，所述製備彩膜層的方法包括:形成圖案化的黑矩陣圖形；在形成黑矩陣圖形的基板上形成第一鈍化層；在形成第一鈍化層的基板上形成綠像素圖形；在形成紅像素圖形的基板上形成第二鈍化層；在形成第二鈍化層的基板上形成紅像素圖形；在形成綠像素圖形的基板上形成第三鈍化層；其中，所述紅像素圖形為藍光激發下發射紅光的量子點材料薄膜圖形，綠像素圖形為藍光激發下綠光的量子點材料薄膜圖形。進一步的，上述製備方法中，在製備紅像素圖形和綠像素圖形的步驟中，涉及量子點薄膜層的製備方法。量子點製備方法種類很多，如背景技術所述，本實用新型不涉及，可以直接購買製備好的量子點；本實用新型紅像素圖形和綠像素圖形涉及到的是量子點薄膜層的製備，現有技術中方法也很多，如旋塗法等。在現有技術製備薄膜過程中，涉及到一定的化學條件，包括利用有機溶劑溶解量子點材料和後續對有機溶劑的加熱使其蒸發，例如針對ZnS量子點材料，有機溶劑可以為無水乙醇等，加熱的溫度在100-200°C。在這些化學過程中已有層均不溶於有機溶劑，且現有製備工藝會經過250°C退火，故加熱蒸發也不會對現有工藝造成影響。較佳地，所述製備方法還包括:在上基板和下基板對盒後，且在將液晶面板與藍光背光源封裝前，在上基板背向液晶層的一側製備藍光濾波層，所述藍光濾波層在所述紅像素圖形和所述綠像素圖形的上方。較佳地，所述製備方法還包括:在上基板和下基板對盒後，且在將液晶面板與藍光背光源封裝前，在上基板背向液晶層的一側貼合上偏光片，在下基板背向液晶層的一側貼合下偏光片。
以下結合附圖和優選實施例，對本實用新型提供的顯示裝置中的顯示面板及製備方法進行詳細說明。需要說明的是，本優選實施例僅是為了更清楚的說明本實用新型，但不限制本實用新型。參見圖4，本優選實施例提供的顯示裝置中的顯示面板2，包括:上基板21、下基板22,上基板21和下基板22之間的液晶材料23,以及封框I父40 ;在上基板背向液晶材料的一偵牝設置有上偏光片31，在下基板背向液晶材料的一側設置有下偏光片32 ；所述上基板21為一玻璃基板；[0049]所述下基板22包括彩膜層20和TFT陣列基板50 ;所述彩膜層20包括黑矩陣圖形201，以及紅像素圖形202和綠像素圖形203 ;所述紅像素圖形202所在層或所述綠像素圖形203所在層與黑矩陣圖形所在層之間設置有第一鈍化層241 ;所述紅像素圖形202所在層和所述綠像素圖形203所在層之間設置有第二鈍化層242 ;並且，所述黑矩陣圖形201所在層位於所述紅像素圖形202所在層和綠像素圖形203所在層的下方。其中，所述紅像素圖形為藍光激發下發射紅光的量子點材料薄膜圖形，綠像素圖形為藍光激發下綠光的量子點材料薄膜圖形；此處需要說明的是，紅像素圖形和綠像素圖形所在層的上下位置可以互換，同樣可以實現本實用新型的宗旨。上基板21和上偏光片31之間設置有圖案化的藍光濾波層60,在垂直面板的方向上，該藍光濾波層60覆蓋紅像素圖形202和綠像素圖形203，以起到過濾殘餘藍光的作用。本優選實施例中，選用5-(1-甲基-2-卩比咯次甲基)若丹寧作為藍光濾波層的材料。其中，TFT陣列基板50採用現有技術中的TFT陣列基板，包括在玻璃基板上形成柵線的圖案，在柵線層之上製備柵絕緣層，之後形成漏源級以及數據線層以形成TFT陣列的圖案(根據製備工藝，可以分為五次工藝和四次工藝)，在TFT形成之後，形成像素電極層以及絕緣層，最後在TFT陣列基板的最上面一層形成條狀的公共電極層。此均為現有技術，不再贅述，也不應該理解為對本實用新型的限制。下面對本優選實施例的製備方法進行說明。同樣參見圖4，先在TFT基板上製作一層按圖形設計的黑矩陣201 ;沉積第一鈍化層241平坦化表面後再按設計圖形製作一層紅像素圖形202 ;再沉積第二層鈍化242， 在第二層鈍化層242上再按設計圖形製作一層綠像素圖形203，並沉積第三層鈍化層243保護。具體的，以紅像素圖形202的製備過程為例。本優選實施例中選取的是ZnS量子點材料，將選擇出的發射紅光的量子點材料溶解在有機溶劑中，利用旋塗法將其塗布在第一鈍化層之上，之後進行退火處理，以加熱有機溶劑使其蒸發，最終形成均勻的紅像素圖形。現有技術中製備均勻的量子點薄膜的工藝較多，在此不再贅述。本優選方案中，退火溫度選擇在100-200°C，例如可以為150°C。由於現有技術的製備量子點薄膜的技術中，250°C的溫度不會對已有的層造成影響，因此本優選方案中的退火溫度是適宜的。由於選擇藍色的背光直接照射，故無需製作藍像素層，至此，基於量子點技術的COA (CF on Array)基板製作完成。滴注液晶23後，貼合帶有藍光濾光層60的上基板21封裝；上下基板分別貼上偏光片31和下偏光片32。至此，液晶顯示面板製備完成。那麼，將製備完成的液晶顯示面板與背光源封裝，形成顯示裝置。選擇藍色的LED背光I照射，經過紅像素圖形202轉換及藍光濾波層60的過濾發出高純紅光；綠像素圖形203轉換及藍光濾波層60的過濾發出高純綠光；以及背光I的高純藍色背光直接出射，即可得到R/G/B三基色，通過液晶層控制R/G/B灰階，從而得到各種需要的鮮豔的色彩。綜上所述，本實用新型實施例提供的顯示裝置及製備方法，通過將藍光作為背光源，將量子點材料引入彩膜層，分別在彩膜層中設置受藍光激發發射紅光的紅像素圖形和受藍光激發發射綠光的綠像素圖形，由於量子點材料受激發出的光線單色性好，強度和穩定性高，因此相對傳統的顯示屏，色域更廣，光效更高。同時，由於採用了藍光作為背光源，因此在彩膜層中省去了藍像素圖形的製備，從而也減少了工藝過程，降低了成本。另外，藍光濾波層的設置更增加了出射光的純度；將彩膜層製備在下基板上的方案，無需考慮彩膜與TFT陣列基板對盒時的偏差，從而可以保持高的開口率。而量子點材料為無機材料，製備過程中無需真空條件或惰性氣體的保護，更降低了生產成本。顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和範圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬於本實用新型權利要求及其等同技術的範圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求1.一種顯示裝置，其特徵在於，所述顯示裝置包括藍光背光源和液晶顯示面板，所述液晶顯示面板包括上基板、下基板以及位於上基板和下基板之間的液晶層； 所述上基板或下基板包括彩膜層，所述彩膜層包括黑矩陣圖形，以及紅像素圖形和綠像素圖形； 所述紅像素圖形所在層或所述綠像素圖形所在層與黑矩陣圖形所在層之間設置有第一鈍化層； 所述紅像素圖形所在層和所述綠像素圖形所在層之間設置有第二鈍化層； 其中，所述紅像素圖形為藍光激發下發射紅光的量子點材料薄膜圖形，綠像素圖形為藍光激發下綠光的量子點材料薄膜圖形。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述上基板包括上玻璃基板和所述彩膜層，所述下基板包括TFT陣列基板；其中，所述黑矩陣圖形所在層位於所述紅像素圖形所在層和綠像素圖形所在層的上方。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述上基板包括上玻璃基板，所述下基板包括TFT陣列基板和所述彩膜層；其中，所述黑矩陣圖形所在層位於所述紅像素圖形所在層和綠像素圖形所在層的下方。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述紅像素圖形和所述綠像素圖形的上方設置有藍光濾波層。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述藍光背光源為LED背光源。
6.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，還包括:上偏光片和下偏光片；其中上偏光片位於上基板背向液晶層的一側，下偏光片位於下基板背向液晶層的一側。
7.根據權利要求1 6任一權項所述的裝置，其特徵在於，所述量子點材料為I1-VI族或II1- V族元素組成的納米顆粒。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述薄膜圖形的厚度為10 30nm。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述量子點材料為ZnS，所述紅像素圖形的量子點尺寸為9 IOnm,所述綠像素圖形的量子點尺寸為7 8nm。
專利摘要本實用新型公開了一種顯示裝置，用以解決現有技術中顯示裝置色域窄、光效低的問題。本實用新型實施例提供的一種顯示裝置，包括藍光背光源和液晶顯示面板，所述液晶顯示面板包括上基板、下基板以及位於上基板和下基板之間的液晶層；所述上基板或下基板包括彩膜層，所述彩膜層包括黑矩陣圖形，以及紅像素圖形和綠像素圖形；所述紅像素圖形所在層或所述綠像素圖形所在層與黑矩陣圖形所在層之間設置有第一鈍化層；所述紅像素圖形所在層和所述綠像素圖形所在層之間設置有第二鈍化層；所述紅像素圖形為藍光激發下發射紅光的量子點材料薄膜圖形，綠像素圖形為藍光激發下綠光的量子點材料薄膜圖形。
文檔編號G02F1/1333GK203084375SQ20132003355
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月22日 優先權日2013年1月22日
發明者蔡佩芝, 董學, 陳希, 楊東 申請人:北京京東方光電科技有限公司